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椰糠与岩棉作为栽培基质的对比研究 岩棉栽培与椰糠栽培的优劣势 岩棉栽培 岩棉生产最早开始于 1937 年，主要作为建筑保温材料。1969 年，一家丹麦公司开始研究岩棉作为栽培基质用于农业生产，并于 1979 年开始在荷兰进行大批量商业化生产。随着现代园艺的发展，岩棉在农业生产中的用量也逐年增加。 岩棉作为一种工业材料，由矿物类混合物在1500~2000℃的高温炉中熔化、离心压片，冷却到 230℃后加入树脂，进一步切割加工而成。市面上的农用岩棉产品主要有岩棉塞、岩棉块和岩棉条。其主要组成物质为二氧化硅（45%），氧化铝（15%），生石灰（15%），氧化镁（10%），氧化铁（10%），和其他氧化物（5%）。 ◆岩棉基质优势 ◆岩棉基质劣势 一是岩棉基质多依赖于进口，且用后不能自行分解、处理成本高。二是岩棉储水量受限、保水性能差，如果出现长时间断水，对植株影响较大。三是岩棉对灌溉的要求较高，容错低，浇水过多过少都会影响根系生长。 椰糠栽培 椰糠作为种植基质的新秀有着不输于岩棉的优秀性能，在国内市场迅速走红。由于其在加工上更加灵活，形成了相较岩棉基质更加多元化的产品。多数传统的无土栽培、观赏园艺采用的椰糠为天然材料抽丝之后的加工产品，通常粒径在8 mm 以下，而现代温室生产所使用的椰糠条使用了大量椰棕直接加工成的椰块，通过椰块与椰糠成比例的混合来达到不同的透气与保水性能。 ◆ 椰糠基质优势 ①相较于成品的岩棉栽培条，椰糠条的成本更低；②椰糠可压缩，成品运输极为便利；③椰糠是植物性材料，种植者有条件自己完成回收处理，并在此过程中能产生一定的效益；④椰糠栽培条透气性与保水性可调整的范围更大。由于主流的椰糠条生产商所生产的椰糠条是由椰块、椰糠两种不同粒径的材料按一定比例混合制作的，因此比例的调整能够使椰糠条满足更加多样的现代温室灌溉策略。例如近年来新兴的加大基质干湿变化以优化作物的灌溉方式，要求基质有更高的透气性，生产商只需提高椰糠条内椰块的比例即可达到该目的；⑤椰糠基质在使用时的缓冲能力比岩棉更强。偶然的操作失误所产生的灌溉波动对于作物状态的影响更小。如果温室由于设备不稳定或是种植策略调整而出现了灌溉能力的不足，选择椰糠基质能够极大地减少灌溉过程中出现的风险。 ◆椰糠基质劣势 ①椰糠条在使用前期会固定营养液中大量的钙元素，造成营养液配制环节中种植者对于钙元素用量的错误判断；②在使用时椰糠释放的丹宁会对营养液 pH、根系环境有较长期的影响；③在椰糠条生产过程中产生的大量细小灰质，无法通过水洗彻底的从产品中剔除，这些杂质在种植生产前即使进行了大量的冲洗，仍然会持续地从椰糠条中被回液带出。这部分夹带杂质的回液在回收再利用过程中经过紫外线消毒机时会阻碍紫外光透射，影响消毒效率，增加植保风险。因此在种植前期，种植者需要有针对性的调整营养液配方。并且根据前期灌溉量的大小，每茬使用新椰糠条的作物将有 2~4 个月无法回收利用营养液，造成大量的浪费。图 1 为新椰糠条流出的回液（左侧）与使用 4 个月后流出的回液（右侧）对比；④椰糠条的泡发相对繁琐。选择未开排水孔的椰糠条在泡发后需要花费大量的人工进行开口工作。若采用已开好排水孔的椰糠条，则会存在部分椰糠条无法充分泡发的现象；⑤椰糠基质同一批次产品中椰块与椰糠的比例波动较大，因此使用过程中会出现个别椰糠条透气或持水性较差，甚至同一基质袋中糠、块分布不均匀，性能差异较大的现象。这两类问题如果出现得较多，则会直接影响生产。 图1 椰糠基质的早期浑浊回液（左）与正常可回收利用的回液（右） 两种基质物理性质比较 基质栽培中根系环境直接影响产品的产量和品质。表 1 对岩棉和椰糠基质的理化性质进行了对比，理想的基质容重在 0.1~0.8 g/cm3 范围内。总孔隙度是基质中水和空气的比数，理想的总孔隙度在 55%~95%。孔隙度大，容纳空气和水的量大，反之则小。气水比决定了在植物根系的周围能提供多少空气和容易被利用的水分，一般气水比保持在 0.25~0.5 范围为宜，椰糠的气水比可以通过调节粗粒椰糠和细粒椰糠的比例以达到适宜范围。 表1 椰糠与岩棉基质物理性质比较 两种基质在节水灌溉利用中的表现 两种基质同作为无土栽培基质在灌溉过程中有各自的优缺点，以番茄无土栽培为例： （1）椰糠基质在番茄苗定植前会增加灌溉水及肥料的用量，而岩棉基质不会。椰糠作为有机基质，其组分中含有部分有害物质，并且会与灌溉液发生离子交换。所以需要用营养液（或硝酸钙）冲洗椰糠条，通过多次冲刷排走释放出来的钠离子及有害物质，并减弱基质对于钙元素的固定。而岩棉作为无机惰性基质既不会交换固定营养液中的营养元素，也不会释放出有害物质，所以不需要用肥料和灌溉水冲刷基质，能节约部分灌溉水及肥料。 （2）椰糠为基质栽培番茄时，种植前期 2~4个月时间内无法使用排液，只能通过排污系统处理，岩棉基质的排液在种植前期即可消毒使用。灌溉回液消毒通常采用紫外杀菌设备，番茄种植前期，由于椰糠的灌溉排液中溶解有有色成分，造成紫外线无法穿透管道，很大程度降低了排液再利用的安全性。未完全杀菌的回液再次加入到灌溉系统容易使番茄根系感染病害造成减产。 （3）岩棉栽培对根系的控制更为容易。近年已有国外基质公司做了不同基质对含水量和EC 的控制比较，结果表明岩棉较容易达到饱和状态，而且灌溉液对基质的冲刷能力较强，对于根系 EC 的控制更为容易。 （4）椰糠基质在种植过程中相对容易控制灌溉，而岩棉则需特别注意控制基质含水量以保障根系健康。番茄种植过程中，灌溉对于根系环境的控制尤为重要，决定着植株的生长状态及发展方向，特别对产量和果实品质影响较大。椰糠基质在饱和状态下含水量在 75% 左右，还能容纳一定的空气，而岩棉基质的单位持水量很高，当岩棉基本处于完全饱和状态时，基质内空气含量稀少。对于作物根系根毛来说，良好的透气性对其发展至关重要，在处于含水量饱和状态椰糠中的根毛依然能够保持良好的发展，但在含水量饱和的岩棉则会对根系产生很大影响，必须注意控制灌溉。 （5）椰糠的保水性和缓冲性优于岩棉。当基质内的含水量下降到一定程度（50% 左右），岩棉的水张力为 0 cm，意味着岩棉处于较干状态时吸水能力（毛细作用）急剧下降，当出现灌溉错误造成基质条缺水时，会使同一基质条上两个滴箭之间的上半部分基质失水过量，而且很难在后期用加大灌溉来恢复饱和状态的持水能力，永久造成基质条的持水能力下降。赵健等通过高温法测试椰糠的保水性发现，椰糠在含水量饱和的情况下，80℃恒温烘箱烘 12 h 后，椰糠含水量仍然有 10%。因此与椰糠相比，岩棉的容错率较低，对于种植者来说需谨慎灌溉。 表2 椰糠与岩棉作为栽培基质性能比较 结论 作者：刘湘伟，谢沅沛，杜莉雯（北京宏福国际农业科技有限公司） |
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